РГР №1. РГР 1. Решение Принципиальная гидравлическая схема, приведенная в условии задачи, сложна для восприятия. Поэтому облегчения решения ее целесообразно заменить эквивалентной
 Скачать 266 Kb.
|
|
Вариант 1.4-Г Сложный трубопровод содержит регулируемый дроссель 1, распределители 2 и 5, гидроцилиндр 6, радиатор 3 и бак 4, соединенные по следующей схеме.  Рисунок 1 - Принципиальная гидравлическая схема Построить суммарную характеристику сложного трубопровода в координатах p– Q. При построении принять пределы изменения: давления p от 0 до 12 МПа, расхода Q – от 0 до 1 л/с. Используя полученную характеристику, определить параметры потока в точке К (pК; QК), и скорость поршня гидроцилиндра 6. при заданном расходе жидкости, направляемом в гидроаккумулятор 2 (Q0=0,18л/с). Трубопроводы имеют одинаковый диаметр dт=10мм и следующие длины: – длина от точки K до точки L l1=8,5м; – длина от точки L до гидроцилиндра 6– l1=8,5м; – длина от гидроцилиндра 6 до бака 4– l1=8,5м; – длина от точки L клапана 1 l3=2,2м Известны также: давление в аккумуляторе рак= 8·р0=5,2МПа, сила на штоке поршня F=F1=4кН, его размеры D=35мми dш=18мм. Учесть потери в трубопроводах при вязкости жидкости =0,5см2/с, а также потери в клапане 1 (эквивалентная длина lэ2=15м), в дросселе 3 (коэффициент расхода μ=0,7, проходное сечение S2=8,5мм2) и в распределителе 5 (эквивалентная длина одного канала lэ1=5м). Принять механический КПД гидроцилиндра ηм=0,98, плотность жидкости ρ = 900 кг/м3, а режим течения ламинарным. Решение Принципиальная гидравлическая схема, приведенная в условии задачи, сложна для восприятия. Поэтому облегчения решения ее целесообразно заменить эквивалентной.  Рисунок 2 - Эквивалентная схема Данная эквивалентная схема дает наглядное представление о том, какие гидравлические сопротивления будут учтены при расчете, а также их расположение в трубопроводе. Ее анализ позволяет сделать вывод о том, что рассматриваемый сложный трубопровод состоит из три простых трубопроводов: – 1-ый трубопровод от точки К до точки L через дроссель Др ; – 2-ой трубопровод от точки L черезраспределитель (Р5), гидроцилиндр (ГЦ) и распределитель (Р5) до бака (верхняя ветвь параллельного соединения); – 3-ий трубопровод от точки L через клапан (Кл) к фильтр аккумулятору (нижняя ветвь параллельного соединения); Для каждого из этих простых трубопроводов получим аналитические выражения их характеристик. Для 1-ого простого трубопровода характеристика примет вид:  где:  – потери давления в трубопроводах от точки К до точки L; – перепад давления в распределителе Р. – потери давления в дросселе; Определим численное значение коэффициента К11, т.е.  Определим численное значение коэффициента К12, т.е.  В результате получим характеристику 1-го трубопровода в виде:  Для 2-ого простого трубопровода характеристика примет вид:  где: – потери давления в трубопроводах от точки L до гидроцилиндра; – потери давления в распределителе Р5 до ГЦ;где:  – потери давления в трубопроводах от гидроцилиндра до бака; – потери давления в распределителе Р5 Важной особенностью гидроцилиндра с односторонним штоком является то, что из-за неравенства эффективных площадей поршня с его правой и левой стороны, расходы жидкости на входе и на выходе гидроцилиндра различны. Связь между расходами:   Па=2,566МПа Определим численное значение коэффициента К2, т.е.   В результате получим характеристику 2-го трубопровода в виде:  Для 3-его простого трубопровода характеристика примет вид:  где:  – потери давления в трубопроводах от точки L до бака; – потери давления в клапане 1; МПа – давление аккумулятора;Определим численное значение коэффициента К3, т.е.  В результате получим характеристику 3-го трубопровода в виде:  Далее строим графики зависимостей. Построение линейных характеристик проводят по двум точкам, а при построении парабол необходимо использовать не менее 5 - 7 точек. Для удобства необходимые для построения данные целесообразно свести в таблицу (таблица 1.1)
После вычисления постоянных величин Δргц, К11, К12, К2, К3. входящих в уравнения, строим графики характеристик простых трубопроводов в координатах p–Q. Получение суммарной характеристики начинается со сложения характеристик параллельно включенных простых трубопроводов 2 и 3. В соответствии с системой уравнений, это сложение проводиться по горизонтали (вдоль оси Q при p = const). Очевидно, что в диапазоне изменения давления от нуля до Δргц суммарная характеристика совпадает с кривой 3, так как в этом диапазоне абсциссы характеристики 3 равны нулю. Начиная с точки А, их суммарная характеристика уже получается в результате суммирования соответствующих абсцисс характеристик 2 и 3. Таким образом, задаваясь несколькими значениями p*, строим суммарную характеристику параллельного соединения (2+3). Теперь сложный трубопровод можно условно считать, состоящим из двух последовательно соединенных простых трубопроводов с характеристиками 1 и (2+3). Тогда для получения характеристики всего сложного трубопровода необходимо сложить эти две характеристики в соответствии с системой уравнений. Это сложение проводиться по вертикали (вдоль оси р при Q = const). Получив суммарную характеристику сложного трубопровода, ответим на вопросы, поставленные в условиях задачи, т.е. определим параметры потока в точке К и скорость гидроцилиндра 6. Для этого необходимо найти рабочую точку на его суммарной характеристике, исходя из значений параметров, заданных по условию задачи. В данной задаче для этого, по известной величине расхода приходящему к аккумулятору проходящий через 3-ой простой трубопроводе Q3.  л/сПо этой величине расхода в 3-ом трубопроводе Q3 находим точку на его характеристике (точка R3 на рис. 2). Потом графически определим соответствующую этому режиму точку R′ на характеристике (2+3) и далее R на характеристике Σ (рис. 2). Последняя будет являться рабочей точкой для данного сложного трубопровода. Положение точки R на характеристике сложного трубопровода позволяет найти искомые параметры потока в точке К: pК = 10,47 МПа и QК = 0,535л/с. Для определения расхода в клапане 1 найдем рабочую точку на характеристике 2-ого трубопровода, в котором установлен клапан. Q2 = 0,355л/с Скорость гидроцилиндра ГЦ:  м/с=36,9см/с Таким образом, в результате построена суммарная характеристика сложного трубопровода, определены параметры потока в начальной точке этого трубопровода: pК = 10,47 МПа и QК = 0,535 л/с., а также скорость гидроцилиндра ГЦ V= 0,369 м/с. |